第8章直流稳压电源PPT课件

1、8.1 整流电路整流电路RLioD+u +uo 1.单向半波整流电路 to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOuuDiOU2U2U2第1页/共26页O AV012sin()d()UUtt 20 .4 5UU 2sinuUt to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOuuDiOU2U2U2整流输出平均电流：20.45LLOAVOAVIVRVR 考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足： 整流输出平均电压：整流管中流过的电流：0.45DO AVLUIIR2RL2F21.1 45.01.1 UURUI第2页/共26页RLioD+u +uo

2、 单向半波整流电路特点 to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOuuDiOU2U2U2 半波整流电路结构简单，但输出电压脉动系数大，直流成分低，变压器只有半个周期工作，利用率低。UU2DRM 整流管所承受的最大反向电压为第3页/共26页2.全波整流电路全波整流电路 整流电路中最常用的是单相桥式整流电路它由四个二极管 D1 D4 接成电桥的形式构成。RLioD4D3D2D1+u +uo 第4页/共26页RLioD4D3D2D1+u +uo + 在 u 的正半周， D1 和 D3 导通，D2 和 D4 截止( (相当于开路) )电流的通路如图中红色箭头所示。第5页/共26

3、页RLioD4D3D2D1+u +uo to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2uOuuDiOU2U2U2第6页/共26页RLD4D3D2ioD1+u +uo + 在 u 的负半周，D2 和 D4 导通， D1和 D3 截止( (相当于开路) )，电流的通路如图中绿色箭头所示。 在一个周期内，通过电阻的电流方向相同，在负载上得到的是全波整流电压 uo。第7页/共26页 to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2uOuuDiOU2U2U2RLD4D2ioD1-u+uo D3第8页/共26页O AV012si

4、n()d()UUtt UU9 . 022 UU2DRM 整流管所承受的最大反向电压为2sinuUt to to to to 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2uOuuDiOU2U2U2整流输出电压的平均值：流经每个二极管的电流：11 0.90.4522DO AVLLUUIIRR第9页/共26页桥式全波整流电路特点桥式全波整流电路特点RLioD4D3D2D1+u +uo 输出电压直流平均值大，脉动系数小，电源变压器充分利用，效率高。因此，桥式整流电路得到了广泛应用，已做成模块叫整流桥或桥堆。第10页/共26页+uo RLio+u 例 1 已知负载电阻 RL = 80

5、，负载电压 UO = 110 V。今采用单相桥式整流电路，交流电源电压为 380 V。( (1) )如何选用晶体二极管？( (2) )求整流变压器的变比及容量。 解 ( (1) )负载电流O AVO AVL1101.4 A80UIR每个二极管通过的平均电流DO AV10.7 A2II变压器二次侧电压的有效值为V1220.91100.9O UU第11页/共26页考虑到变压器二次绕组及管子上的压降，变压器二次侧的电压大约要高出 10%，即 122 1.1 = 134 V。于是V1891342DRM U因此可选用 2CZ55E 晶体二极管，其最大整流电流为 1 A，反向工作峰值电压为 300 V。(

6、 (2) )变压器的变比及容量变压器的变比2.8134380 K变压器二次侧电流的有效值为A1.550.91.40.9O II变压器的容量为AV2081.55134 UIS可选用BK300( (300 V A) )，380/134 V 的变压器。第12页/共26页二极管导通时给电容充电，二极管截止时电容向负载放电；8.2.1 电容滤波器( (C 滤波器) )电容滤波器的组成和工作原理。RLD1D4D3D2ioC滤波后输出电压 uo 的波形变得平缓，平均值提高。8.2 滤波器滤波器+ uo= uc +u 第13页/共26页RLD1D4D3D2ioC+ uo= uc +u tuOOU2 2 第14

7、页/共26页RLD1D4D3D2ioC+ uo= uc +u tuOt tt t t tOU2 2 第15页/共26页 tuOt tt tt t t tOU2 2 放电时间常数 t t = RLC越大，脉动越小，输出电压平均值越高，一般要求2)53(LTCR T 是 uO 的周期。这时，UO 1.2U 例 1 有一单相桥式电容滤波整流电路，已知交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 200 ，要求直流输出电压 UO = 30 V，选择整流二极管及滤波电容器。 解 ( (1) )选择整流二极管流过二极管的电流O AVDO AVL111300.07575 mA222200UIIR取

8、UO = 1.2U， 所以变压器二次侧电压的有效值为第16页/共26页V251.2301.2O UU二极管所承受的最高反向电压V352522DRM UU 因此可选用 2CZ52B 型二极管，其最大整流电流为100 mA，反向工作峰值电压为 50 V。( (2) )选择滤波电容器所以所以取取25LTCR s0.0521/505L CR选用 C = 250 F ，耐压为 50 V 的极性电容器。F 250F 102502000.050.056L RC第17页/共26页RLL C+u 8.2.2 电感电容滤波器( (LC 滤波器) ) 当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的

9、变化，因而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。频率越高，电感越大，滤波效果越好，而后又经过电容滤波，使输出电压更为平直。第18页/共26页8.3 直流稳压电源直流稳压电源8.3.1 稳压管稳压电路RLCRIRIZDZIo+Uo +UI + 引起电压不稳定的原因是交流电源电压的波动和负载电流的变化，下面分析在这两种情况下的稳压作用。 ( (1) )当交流电源电压增加而使整流输出电压 UI 随着增加时，负载电压 Uo 也要增加。Uo 即为稳压管两端的反向电压。负载电压 Uo 稍有增加时，稳压管的电流 IZ 就显著增加，因此限流电阻 R 上的压降增加，以抵偿 UI 的增加，从而使 Uo 保持近似不变

10、。第19页/共26页 ( (2) )当电源电压保持不变，而负载电流增大时，电阻 R 上的压降增大，负载电压 Uo 因而下降。只要 Uo下降一点，稳压管电流 IZ 就显著减小，使通过电阻 R 的电流和电阻上的压降保持近似不变，因此负载电压 Uo 也就近似稳定不变。选择稳压管时一般取 UZ = Uo ， UI =( (2 3) )Uo 例 1 有一稳压管稳压电路，负载电阻 RL 由开路变到 3 k ，交流电压经整流滤波后得出 UI = 30 V。今要求输出直流电压 UO = 12 V，试选择稳压管 DZ。 解 根据输出电压 UO = 12 V 的要求，负载电流最大值mA4A1041031233LO

11、OM RUI可选择稳压管 2CW60，其稳定电压 UZ =( (11.5 12.5) )V，其稳定电流 IZ = 5 mA，最大稳定电流 IZM = 19 mA。第20页/共26页8.3.2 集成稳压电源 本节主要介绍 W7800 系列( (输出正电压) )和 W7900 系列( (输出负电压) )，它们的电路符号如下图所示:W7800+231W790013_2_ 这种稳压器只有输入端、输出端和公共端三个引出端，故也称为三端集成稳压器。W7800 系列 1 为输入端，2 为输出端，3 为公共端；W7900 系列 3 为输入端，2 为输出端，1 为公共端。 W7800 系列输出固定的正电压有 5

12、 V，8 V，12 V，15 V，18 V，24 V 多种。例如 W7812 的输出电压为 12 V。 W7900 系列输出固定负电压，其参数与 W7800 基本相同。第21页/共26页 下图给出了三端集成稳压器的接线方法，Ci 用以抵消输入端较长接线的电感效应，防止产生自激振荡。Ci 一般在 0.1 1 F 之间 Co 是为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动。 Co 可取 1 F 。Uo = 12 VW7812123Co+UiCi第22页/共26页24 V24 V220 VW7815W7915132321+CC1000 F 1000 F Ci0.33 F Ci0.33 F CO1 F CO1 F+15 V 15 V( (1) ) 同时输出正、负电压的电路第23页/共26页( (2) )提高输出电压的电路输出电压 UO = U + UZW78132 Ci CO DZ+UO +UI +U +UZ ( (3) )扩大输出电流的电路 可采用外接功率管 T 的方法来扩大输出电流。一般 I3 很小，可忽略不计，则可得出B12IIIIR CBEIRU TICW78123CiCOI2RI3I1+UO +UI IRIBIO设 = 10，UBE= 0.3 V，R = 0.5 ， I2 = 1 A，由上式可算出